Опыты с серной кислотой в школе
Обновлено: 05.07.2024
Яковлева Н.М.Серная кислота и ее соли Урок-путешествие • 9 класс
автор alhimik Вт Июл 24, 2012 12:12 am
Серная кислота и ее соли
Урок-путешествие • 9 класс
Н.М.ЯКОВЛЕВА,
учитель химии школы № 50
(г. Калининград)
Цели. Систематизировать и расширить знания учащихся по данной теме; применить на практике знания и умения; развить экспериментально-исследовательские и творческие навыки; воспитать культуру работы в группах.
Форма организации учащихся – групповая (четыре группы).
Оборудование и реактивы. Карты-инструкции с заданиями, два химических стакана, предметный столик, асбестовая сетка, спиртовка, штатив металлический, серная кислота, (концентрированная и разбавленная), лучина, сахарная пудра, медь, изделия из гипса и гипсоплита, сульфат меди(II), едкий натр, почвенные вытяжки, кристаллы медного купороса, железо, метилоранж, хлорид бария.
Оформление доски. Герб с формулой серной кислоты, два плаката:
Химик здесь лежит безвестный в мире,
Выпил, бедный, целое ведро,
Полное Н2SO4,
Сначала вода, потом кислота.
Иначе случится большая беда.
Кто же особа, о которой мы говорим, и кто ее родственники?
Ученики отвечают на вопрос и составляют генетический ряд:
Учитель. Мы с вами отправляемся в гости к Кислоте Серной, чтобы лучше узнать о ней и ее деточках. А для этого разделились мы с вами на группы исследовательские. На столах у вас карты-инструкции, а по ходу урока вы будете составлять свои путевые заметки.
Итак, серная кислота, химическая формула – Н2SO4. Проставляем степени окисления элементов и устанавливаем, что же произошло с cерой.
Ученики отвечают, что сера, отдав шесть электронов, приобретает степень окисления плюс шесть, т.е. серная кислота – сильный окислитель.
Учитель. А следовательно, какие правила техники безопасности надо соблюдать при встрече с ней?
Ученики рассказывают о правилах техники безопасности.
Учитель. Классифицируйте вещество H2SO4. Поясните, как по химической формуле определить, что это: а) кислота; б) двухосновная кислота;
в) кислородсодержащая кислота.
Задание. Составьте графическую формулу и назовите соединение:
Задание группе 4. Запишите уравнение диссоциации серной кислоты.
Ответы на задания:
Учитель. Чистая серная кислота похожа на бесцветную жидкость, маслянистую, тяжелую, гигроскопичную, применяемую для осушения газов. Но коварная она, эта кислота, и требует знания правил: чтобы воду в кислоту не вливали, а тонкой струйкой вливали кислоту в воду чистую, а полученный раствор постоянно перемешивали.
Ученики отвечают, что плотность серной кислоты равна 1,92 г/см 3 , она гигроскопична (водоотнимающие свойства), имеет низкую летучесть
(tкип = 296 °С).
Опыт 1. В химический стакан с концентрированной серной кислотой опускаем лучину. Наблюдаем медленное обугливание лучины.
Опыт 2. В химический стакан емкостью 100–150 мл насыпаем примерно 20 г сахарной пудры. Ставим стакан на асбестовую сетку. В пробирку наливаем 7–8 мл концентрированной серной кислоты, слегка нагреваем на спиртовке (до 40–50 °С), вливаем кислоту в стакан с сахарной пудрой и быстро размешиваем смесь стеклянной палочкой. Через несколько секунд происходит энергичное обугливание и вспучивание сахарной массы.
Под действием серной кислоты сахар обугливается и вспенивается
Ученики по группам выполняют задания, указанные в картах-инструкциях.
Задание группе 1. Экспериментальным путем установите, будет ли реагировать разбавленная серная кислота с медью и железом. Уравнения возможных реакций рассмотрите с точки зрения окисления-восстановления (составить электронный баланс). Укажите окислитель и восстановитель.
Задание группе 2. Запишите уравнение реакции концентрированной серной кислоты с барием. Составьте электронный баланс. Укажите окислитель и восстановитель.
Задание группе 3. Запишите уравнение реакции концентрированной серной кислоты с магнием. Составьте электронный баланс. Укажите окислитель и восстановитель.
Задание группе 4. Запишите уравнение реакции концентрированной серной кислоты с серебром. Составьте электронный баланс. Укажите окислитель и восстановитель.
Затем учащиеся делают вывод о том, что при взаимодействии разбавленной серной кислоты с металлами окислителем является катион водорода, тогда как при взаимодействии концентрированной серной кислоты с металлами окислитель – сульфат-ион.
Задание А. Подчеркните формулы веществ, с которыми будет реагировать разбавленная серная кислота:
Задание В ( по группам).
Группа 1. Опытным путем докажите качественный состав серной кислоты.
Группа 2. Докажите опытным путем, что выданный вам ядохимикат, применяемый для борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур, – сульфат меди(II).
Группа 3. С помощью какого реактива можно отличить друг от друга два удобрения – КСl и К2SO4? Ответ обоснуйте.
Группа 4. В пронумерованных пробирках находятся почвенные вытяжки. Исследуйте их на содержание сульфатов и сделайте вывод.
После выполнения заданий обсуждаются полученные результаты.
Представители групп демонстрируют выращенные к уроку кристаллы медного купороса, фигурки, изготовленные из гипса, по результатам работы с дополнительной литературой сообщают о применении серной кислоты и ее солей.
Медный купорос CuSO4•5Н2O широко используют в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями растений.
Гипс СаSO4•2Н2O находит широкое применение в строительном деле, в медицинской практике для накладывания гипсовых повязок, для изготовления гипсовых скульптур.
Однажды во царстве да химическом
Жила-поживала себе Серная Кислота.
Была та кислота бесцветная,
тяжелая и маслянистая.
Обладала та кислотушка необычайной
силушкой –
Необычайной силушкой обугливания.
Избегали ее все органические вещества.
Избегали да разбегалися,
Крики, вопли поднималися!
Во дворце во своем
Гуляла Серна Кислотушка,
Да ни о чем не думая.
Но вот гонец-молодец,
Да Кислотный Остаточек
Принес плоху весточку.
Та-то весточка такова была,
Что во царстве-то человеческом
Да неопытная девочка
Н2О влила в Н2SO4-то,
Да обожгла себе чудо-личико.
Ну а вы навсегда запомните:
Надо Н2SO4 потихоньку вливать в водиченьку
Да при этом еще и размешивать!
В печи для обжига пирит
В потоке воздуха кипит,
Получится сернистый газ.
Его очистят много раз,
Потом добавят кислород,
И газовая смесь пойдет
В контактный аппарат.
Контакт? Готово, есть контакт!
Продукт конечный поглощают
И наконец-то получают
Прекрасный чистый олеум.
Это серное соединение,
Для него найдется применение:
Его больные выпивают,
И их рентгеном облучают.
На мониторе язва выявляется.
Как соединенье называется?
(Сульфат бария BaSO4.)
Применение нашел в скульптуре,
А также и в архитектуре.
Кто-то руку поломает,
Он при травме помогает,
И для дома плиты льют.
Ну так, как его зовут?
В заключение урока проводится рефлексия: учащиеся отвечают на вопросы учителя по теме урока.
alhimik Старожил
Учитель: H2SO4 стала известна химикам после XI в. В сочинениях Альберта Великого содержится упоминание о получение серной кислоты при нагревании железного купороса. “Купоросный спирт” “Купоросное масло” в России получали в небольших количествах в аптеках.
Вязкое, маслообразное, тяжелая жидкость r =1,84 г/см 3 , нелетучая при н.у., не имеет запаха (показываю H2SO4(К)).
Записываю на доске структурную и электронную формулу, учащиеся записывают в тетрадь.
II остановка – демонстрационная.
Познакомимся со специфическими свойствами H2SO4(К).
Опыт: растворение в воде кислоты.
ТБ: Кислоту приливают в воду осторожно!, выделится большое количество теплоты.
Первая помощь: Промыть струей воды, затем 5% раствором соды.
Концентрированная H2SO4 поглощает из воздуха водяные пары с водой образуя гидраты
- К какому процессу относится растворение H2SO4 к физическому или химическому?
- Зимой между рамами ставят в сосуде H2SO4(К), сосуд неполный, почему?
H2SO4(К) отнимает водород и кислород в виде воды.
Опыт: обугливание деревянной лучины
Серная кислота реагирует с металлами, стоящими в ЭХРН после водорода (Cu, Hg, Ag)
1 Cu 0 – 2e = Cu +2 восстановитель
1 S +6 + 2e = S +4 окислитель
Опыт: Взаимодействие серной кислоты с медью при нагревании.
Взаимодействие серной кислоты с металлами (кроме Al, Fe, Cr, Ni).
б) Окисление сложных веществ
III остановка – экспериментальная
Изучение свойств разбавленной серной кислоты и сульфатов.
Парная лабораторная работа по инструкциям (Инструкция прилагается).
Повторяем технику безопасности при работе с кислотами.
Уравнения реакций проверяем, проецируя через проектор
IV остановка – солевая
Купоросы – сульфаты тяжелых металлов.
CuSO4*5H2O медный купорос – бордосская жидкость, для пропитки древесины, для получения минеральных красок, FeSO4 * 7H 2O железный купорос, для получения минеральных красок , в текстильной промышленности, К Al(SO4)2 алюмокалиевые квасцы –дубящие средства в кожевенной промышленности ,фотопромышленности,
вытесняют водород из разбавленной серной кислоты. Мы видим пузырьки водорода при добавлении разбавленной серной кислоты в пробирку с цинком.
H2SO4 + Zn = Zn SO4 + H2 ↑
Медь стоит в ряду напряжений после водорода – поэтому разбавленная серная кислота не действует на медь. Как поведут себя цинк и медь в концентрированной серной кислоте?
Цинк, как активный металл, может образовывать с концентрированной серной кислотой сернистый газ, элементарную серу, и даже сероводород.
2H2SO4 + Zn = SO2↑ +ZnSO4 + 2H2O
Медь — менее активный металл. При взаимодействии с концентрированно серной кислотой восстанавливает ее до сернистого газа.
2H2SO4 конц. + Cu = SO2↑ + CuSO4 + 2H2O
Итак, в пробирках с концентрированной серной кислотой мы наблюдаем выделение сернистого газа.
Оборудование: пробирки, штатив для пробирок.
Техника безопасности. Следует соблюдать правила работы с растворами кислот.
Сернистый газ ядовит, опыт следует проводить под тягой.
Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов.
Гигроскопичность серной кислоты
Концентрированная серная кислота жадно набирает воду отовсюду и способна для этого даже разрушать молекулы. Древесина состоит из множества органических веществ, среди которых – целлюлоза (C6H7O2(OH)3)n . Концентрированная серная кислота разрушает органические молекулы, отнимая водород и кислород – составляющие воды. Разрушение органических молекул сопровождается выделением свободного углерода. Поэтому лучинка при соприкосновении с концентрированной серной кислотой чернеет, обугливается. Кислота ведет себя, как обезвоживающий агент. Если поставить открытую емкость концентрированной серной кислотой в помещении, через некоторое время объем жидкости заметно увеличится: кислота будет притягивать влагу из воздуха.
Оборудование: химический стакан, деревянная лучинка.
Техника безопасности. Следует соблюдать правила работы с концентрированными кислотами.
Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов.
Качественная реакция на сульфит- и сульфат-ионы
Сера образует ряд кислот. Соли серной кислоты H2SO4 называют сульфатами, сернистой H2SO3 – сульфитами. Качественная реакция на сульфат и сульфит-ионы – реакция с растворимой солью бария. Возьмем растворы сульфата и сульфита натрия и добавим в пробирки раствор хлорида бария.
BaCl2 + Na2SO3 = BaSO3↓ + 2NaCl
BaCl2 + Na2SO4 = BaSO4↓ + 2NaCl
В двух пробирках появляются белые кристаллические осадки сульфата бария и сульфита бария. Как различить эти осадки? При добавлении раствора азотной кислоты осадок сульфита бария растворяется, а осадок сульфата бария остается без изменения.
Оборудование: пробирки, штатив для пробирок.
Техника безопасности. Следует соблюдать правила работы с растворами кислот. Хлорид бария – ядовитое вещество, остерегаться попадания раствора на кожу и слизистые оболочки.
Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов.
Разбавление серной кислоты
Разбавление кислоты ‑ приготовление раствора меньшей концентрации. Раствор меньшей концентрации содержит большее количество воды. Однако ни в коем случае при разбавлении нельзя добавлять воду в кислоту. Существует строгое правило: лить кислоту в воду! Нарушение этого правила может привести к несчастному случаю. Дело в том, что при приготовлении растворов часто происходит их разогрев. При приготовлении растворов серной кислоты происходит сильный разогрев. В нашем опыте при добавлении небольшого количества концентрированной серной кислоты температура поднимается до 90 градусов! Представьте, что будет, если добавить воду в кислоту. Вода, попав в массу концентрированной кислоты, моментально разогреется до кипения — произойдет выброс кислоты.Особенно опасна кислота для глаз и слизистых оболочек. Поэтому правила техники безопасности при приготовлении растворов – правила сохранения жизни и здоровья. На производстве при составлении растворов мастера надевают резиновые сапоги и перчатки, резиновые фартуки и защитные очки. И всегда кислоту льют в воду, а не наоборот.
Оборудование: химические стаканы, термометр.
Техника безопасности. Следует соблюдать правила работы с концентрированными кислотами.
Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов.
Распознавание растворов хлорида бария, сульфата натрия и серной кислоты (практическая работа).
Отберем в пробирки пробы растворов. Лакмус покажет нам, в какой из пробирок кислота. Лакмус стал красным во второй пробирке. Для того чтобы подтвердить наличие кислоты в этой пробирке, опустим в раствор гранулу цинка. Выделяется газ. Во второй пробирке – серная кислота. Оставшиеся два раствора испытаем хлоридом бария. В пробирке с сульфатом натрия должен появиться белый осадок сульфата бария.
Na2SO4+ BaCl2 = 2NaCl + BaSO4↓
В колбе номер один находится сульфат натрия. В последней пробирке должен быть хлорид бария. Убедимся в этом с помощью серной кислоты. Серная кислота с хлоридом бария дает белый осадок сульфата бария.
H2SO4+ BaCl2 = BaSO4↓ + 2HCl
В колбе номер три – хлорид бария.
Оборудование: пробирки, штатив для пробирок, колбы, пинцет, пипетки.
Техника безопасности. Соблюдать правила работы с кислотами. Хлорид бария – ядовитое вещество, остерегаться попадания раствора на кожу и слизистые оболочки.
Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов.
Реакция серной кислоты с органическими веществами
Выделяется уголь и газы: сернистый SO2 и углекислый CO2. Газы вспучивают смесь, и она поднимается в стакане. Кислота ведет себя, как дегидратирующий агент – вещество, отбирающее воду из соединений, и как окислитель.
Оборудование: химические стаканы, пипетка, мензурка, дистиллированная вода.
Техника безопасности. Следует соблюдать правила работы с растворами кислот. Выделяющиеся газы ядовиты, опыт следует проводить под тягой.
Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов.
Действие концентрированной серной кислоты на бумагу
Очистка газов с помощью серной кислоты
Коллекция представляется полезной и для использования на уроке, и для самостоятельной работы учащихся. Содержит опыты, которые сложно проводить в рамках урока из-за труднодоступности реактивов, трудоемкости выполнения или ввиду плохой воспроизводимости эксперимента. Просмотр опытов оставляет ощущение присутствия и дает полную картину происходящего. Полезны также текстовые аннотации с уравнениями реакции, которые прилагаются к каждому видеоопыту.
[Карточка ресурса]
Серная кислота
Разбавленная серная кислота не действует на медь, но реагирует с цинком, при этом выделяется водород.Концентрированная серная кислота реагирует с цинком и медью, при этом выделяется сернистый газ.
Концентрированная серная кислота разрушает органические молекулы, отнимая водород и кислород - составляющие воды. Разрушение органических молекул сопровождается выделением свободного углерода. Поэтому лучинка в концентрированной серной кислоте чернеет, обугливается.
К растворам сульфата и сульфита натрия добавим раствор хлорида бария - появляются белые кристаллические осадки сульфата бария и сульфита бария. При добавлении раствора азотной кислоты осадок сульфита бария растворяется, а осадок сульфата бария остается без изменения.
При добавлении в воду небольшого количества концентрированной серной кислоты температура раствора поднимается до 90 градусов.
Лакмус покажет, в какой из пробирок кислота. Оставшиеся два раствора испытаем хлоридом бария, в пробирке с сульфатом натрия появится белый осадок сульфата бария. Серная кислота с хлоридом бария дает белый осадок сульфата бария.
Прильем концентрированную серную кислоту к разведенной в воде сахарной пудре. Образуется темная масса угля, вспененная выделяющимися газами.
В химический стакан наливают 30-50 мл воды, добавляют несколько капель раствора иода в иодиде калия и 1-2 мл разбавленной соляной кислоты HCl. Прибавляют около 0,5 мл раствора крахмала. Жидкость моментально окрасится в синий цвет (образуется комплексное соединение крахмала с иодом). Если стакан нагреть, жидкость обесцвечивается, а при охлаждении снова окрасится (комплексное соединение крахмала с иодом восстанавливается).
Из тонкой цинковой пластинки вырезают фигуру человека, хорошо ее очищают и опускают в стакан с раствором хлорида олова SnCl 2 . Начинается реакция, в результате которой цинк вытесняет из раствора олово: Zn+SnCl 2 =ZnCl 2 +Sn.
Цинковая фигурка начинает покрываться блестящими иглами.
В семь больших пробирок, помещенных в демонстрационный штатив с белым фоном, сливаем попарно растворы:
1- хлорид железа (III) и роданид калия (красный цвет);
2- раствор хромата калия подкисляем H2SO4 (оранжевый цвет);
3- нитрат свинца и иодид калия (желтый цвет);
4- сульфат никеля (II) и гидроксид натрия (зеленый цвет);
5- сульфат меди (II) и гидроксид натрия (голубой цвет);
6- сульфат меди (II) и раствор аммиака (синий цвет);
7- хлорид кобальта (II) и роданида калия (фиолетовый цвет).
1. FeCl 3 + 3KCNS = Fe(CNS) 3 + 3KCl
2. 2K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 = K 2 Cr 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O
3. Pb(NO 3 ) 2 + 2KJ = PbJ 2 + 2KNO 3
4. NiSO 4 + 2NaOH = Ni(OH) 2 + Na 2 SO 4
5. CuSO 4 + 2NaOH = Cu(OH) 2 + 2Na 2 SO 4
6. CuSO 4 + 4NH 3 = [Cu(NH 3 ) 4 ]SO 4
7. CoCl 2 + 2KCNS= Co(CNS) 2 + 2KCl
Примечание.
Опыт очень простой, но эффективный, благодаря яркости веществ, получаемых в ходе реакции. Учащиеся могут вспомнить как составляются уравнения химических реакций. Для опыта можно привлечь учащихся.
Фейерверк в жидкости.
В мерный цилиндр наливаем 50 мл этилового спирта. Через пипетку, которая опущена до дна цилиндра, вводим 40 мл концентрированной серной кислоты. Таким образом, в цилиндре образуется два слоя жидкости с хорошо заметной границей : верхний слой - спирт, нижний – серная кислота В цилиндр бросаем немного мелких кристалликов перманганата калия. Дойдя до границы раздела, кристаллики начинают вспыхивать – вот нам и фейерверк. Появление вспышек связано с тем, что при соприкосновении с серной кислотой на поверхности кристалликов соли образуется марганцевый ангидрид Mn 2 O 7 – сильнейший окислитель, который поджигает небольшое количество спирта:
2KMnO 4 + H 2S O 4 = Mn 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O.
Mn 2 O 7 – зеленовато-бурая жидкость, неустойчива и при соприкосновении с горючими веществами поджигает их.
10 г двухромовокислого калия смешиваем с 40 мл концентрированной соляной кислоты и добавляем 15-20 мл воды. Смесь немного нагреваем, и кристаллы соли перейдут в раствор. После растворения двухромовокислого калия раствор охлаждаем водой. Выпадают очень красивые красные кристаллы в виде призм, представляющие собой калиевую соль хлорхромовокислой кислоты KCrO3Cl, согласно уравнению реакции:
K2Cr2O7+ 2HCl = 2KCrO3Cl + H2O.
Буран в стакане.
В химический стакан ёмкостью 150мл насыпьте 40гр растёртого в порошок сахара и слегка смочите его 3-4мл воды. Теперь в полученную массу добавьте 20-25мл концентрированной серной кислоты и размешайте смесь стеклянной палочкой. Палочку не вынимайте. Через несколько минут смесь потемнеет, температура повысится, и из стакана начнёт "выростать" чёрная пенообразная масса. Это пористый уголь, появление которого объясняется дегитратацией сахара серной кислотой:
C 12 H 22 O 11 = 12 C + 11H 2 O
Кроме этого происходит восстановление серной кислоты углём: 2H 2 SO 4 + C = CO 2 + 2SO 2 + 2H 2 O
На белом листе плотной бумаги делается надпись или рисунок 10-20% раствором серной кислоты. После высушивания надпись или рисунок на бумаге незаметны. Если теперь лист подержать над пламенем (oсторожно !) горелки, то через некоторое время на бумаге появляется надпись или рисунок черного цвета. Вместо пламени спиртовки можно использовать настольную электрическую лампу или утюг, нагрев которыми осуществляется более равномерно и исключает воспламенение бумаги.
"Вода" зажигает костер
На асбестовую сетку ставится небольшая фарфоровая чашечка (можно часовое стекло) с небольшим количеством смеси перманганата калия с серной кислотой. На фарфоровую чашечку и вокруг нее накладывают сухие лучинки, имитирующие костер. Для зажигания полученного костра смачивают кусок ваты "водой" (этиловым спиртом) и выжимают над ним так, чтобы капли попали в чашечку. Спирт (можно брать денатурат) воспламеняется, поджигая затем лучинки
В бутылочку из-под вина (лучше шампанского) кладут несколько кусочков мрамора или мела, приливают разведенной соляной кислоты и закрывают пробкой (не слишком туго). В целях предосторожности бутылочку заворачивают в полотенце. Через несколько минут происходит выстрел, и пробка взлетает почти до потолка. В результате взаимодействия соляной кислоты с мрамором или мелом образуется углекислый газ, который и выталкивает пробку: СаСО 3 +2НСl=CaCl 2 +CO 2 +H 2 O.
NaHCO 3 +CH 3 COOH=CH 3 COONa+CO 2 +H 2 O.
Большую толстостенную склянку емкостью в 1 л (тонкостенная может быть раздавлена) заполняют хлороводородом и плотно закрывают пробкой со стеклянной трубкой, один конец которой (внутри склянки) несколько оттянут. На другой конец надевают резиновую трубку с зажимом. Для проведения опыта переворачивают склянку вверх дном, опускают конец трубки до половины в бутыль с водой, подкрашенной синим лакмусом, и убирают зажим. В склянке образуется разреженной пространство, вода с силой врывается в сосуд и бьет из трубки фонтаном. Раствор из синего становится красным.
1. Если смешать в колбе при комнатной температуре два бесцветных газа – аммиак и хлороводород, - то сейчас же появится густой белый дым. Он представляет собой мельчайшие кристаллики хлорида аммония:
NH 3 +HCl=NH 4 Cl.
Дым вскоре осядет на стенке сосуда в виде белого налета.
2. Хлорид кремния (IV) SiCl 4 – это жидкость, отличающаяся большой летучестью. Достаточно открыть колбу, в которой он находится, чтобы появился белый дым. Испаряясь, хлорид кремния (IV) реагирует с влагой воздуха:
SiCl 4 +4H 2 O=H 4 SiO 4 +4HCl.
В результате этой реакции образуется дым, состоящий из твердых частичек кремниевой кислоты H 4 SiO 4 . Благодаря этому свойству хлорид кремния (IV) применяют в военном деле в качестве дымообразователя.
Приготавливают в стакане на 300 мл насыщенный раствор нитрата свинца Pb(NO 3 ) 2 и опускают в него кристалл хлорида аммония NH 4 Cl. Постепенно в стакане начинают расти кристаллы, напоминающие собой растения, покрытые инеем: Pb(NO 3 ) 2 +2NH 4 Cl=2NH 4 NO 3 +PbCl 2 .
В литровую стеклянную банку до половины наливают воды и кладут клубень картофеля. Он остается на дне. Добавляют насыщенный раствор хлорида натрия NaCl, и клубень всплывает. Если долить чистой воды, то он снова опустится на дно. Обычно картофель в воде тонет, но при добавлении насыщенного раствора хлорида натрия, плотность которого выше плотности картофеля, клубень всплывает. При доливании чистой воды раствор разбавляют, плотность его снова изменяется и клубень опускается на дно
В фарфоровой чашке зажигают спирт. Он горит почти бесцветным пламенем. Когда горение окончится, в эту же чашу наливают 5 мл спирта и 0,5 мл насыщенного раствора борной кислоты H 3 BO 3 и поджигают. Спирт горит красивым зеленым пламенем. Это объясняется тем, что борная кислота образует со спиртом сложный эфир, окрашивающий пламя в зеленый цвет:
3С 2 H 5 OH + H 3 BO 3 = 3H 2 O + (C 2 H 5 O) 3 B.
Для опыта готовят слабый раствор соляной кислоты HCl, в который опускают яйцо. По плотности оно тяжелее раствора соляной кислоты, поэтому и опускается на дно. В растворе начинается реакция между веществом скорлупы, углекислым кальцием CaCO 3 и соляной кислотой, в результате чего образуется углекислый газ, пузырьки которого пристают к скорлупе и подымают яйцо вверх. На поверхности пузырьки срываются и уходят в воздух, а яйцо снова погружается на дно, а потом опять поднимается. Так яйцо ныряет, пока не растворится скорлупа.
Приготавливают насыщенный раствор калийной селитры KNO 3 , опускают в него на 5-7 минут лист газетной бумаги. По истечении указанного времени его вынимают из раствора и сушат. Затем вносят в пламя горелки, он не горит, а тлеет.
В пробирку помещают обезжиренный кусочек меди и приливают немного раствора нитрата серебра AgNO 3 (1:10). Через несколько часов на поверхности меди появляется лес иглообразных ярко блестящих кристаллов серебра: Cu+2AgNO 3 =Cu(NO 3 ) 2 +2Ag.
Рисунок на стекле
Замечательным свойством плавиковой кислоты является ее способность взаимодействовать с оксидом кремния SiO 2 , входящей в состав стекол, с образованием газообразного фторида кремния SiF 4 и воды:
SiO 2 +4HF=SiF 4 +2H 2 O.
На этом свойстве плавиковой кислоты основано применение ее для вытравливания на стекле надписей, рисунков, а также для придания матовой поверхности стеклянным предметам. Для получения рисунка на стекле последнее покрывают слоем воска или парафина, на которые HF не действует, затем счищают воск в тех местах, где должен получиться рисунок, и подвергают обнаженные места в течение некоторого времени действию плавиковой кислоты (под тягой!).
Небольшой платочек погружают в раствор силиката натрия (смешивают силикатный клей с водой в отношении 1:10), хорошо смачивают и отжимают. Затем платочек берут за уголок пинцетом, погружают в стакан с ацетоном (можно брать этиловый спирт, денатурат, бензин и другие легко воспламеняющиеся жидкости), вынимают и тут же поджигают над пламенем спиртовки или с помощью лучинки. Ацетон быстро сгорает, а платочек остается невредимым ( дело в том, что ацетон имеет настолько малую теплоту сгорания, что тепла едва хватает на то, чтобы просушить платок, поэтому платочек можно просто слегка смочить водой). После опыта платочек начисто отстирывают в теплой воде и его снова можно использовать по назначению
Вы поджигаете небольшую палочку, вспыхивает слегка заметный огонёк и из палочки, извиваясь, начинает выползать чёрно-зелёная пористая масса, по форме напоминающая змею.
Это одна из разновидностей опыта, известного под названием "Фараоновы змеи". Далее будет описана наиболее безопасная разновидность этого опыта, т. к. существует несколько вариаций, но почти во всех используются высокотоксичные соединения ртути. Для того, чтобы провести этот опыт вам понадобятся три довольно доступных вещества: нитрат калия, дихромат калия и сахар. Вот состав смеси:
KNO 3 --------------5гр
K 2 Cr 2 O 7 ----------10гр
C 12 H 22 O 11 -------10гр
Все компоненты смеси тщательно растирают в ступке и смешивают. Далее небольшими порциями (буквально по несколько капель) добавляют воду. После каждой новой порции воды смесь тщательно перемешивают. Увлажнение необходимо прекратить тогда, когда смесь будет иметь консистенцию творога. Теперь у вас довольно легко получится скатать из неё палочки диаметром ~5-8мм и длиной около 5см.
Лучше всего проводить этот опыт на керамической плитке или на листе железа.
Любому начинающему химику известна выдающаяся роль воды в химии. Вода - самый простой, доступный и универсальный растворитель. Однако мало кто знает о том, что вода может выступать и в качестве катализатора твердофазной реакции. Это реакция алюминия с иодом.
Для проведения опыта в фарфоровый тигель насыпают по щепотке тонко измельченных порошков алюминия и иода. Вся посуда и инструменты должны быть сухими! Смесь осторожно перемешивают подходящими шпателем или стеклянной палочкой. Затем с добавляют в реакционную смесь каплю воды с помощью пипетки. Наблюдается бурная реакция, сопровождаемая выделением паров ибытка иода.
Примечание: порошок алюминия должен быть очень тонким, почти пылью, в противном случае реакционная смесь может "плюнуть" прямо Вам в лицо раскаленной алюминиевой крошкой. В любом случае, опыт лучше проводить в очках.
Вспышка оксида меди и алюминия.
Оборудование: порошковый оксид меди II (CuO), алюминиевая пудра (продается в строительных магазинах как "серебрянка"), металлический лист, спиртовка, спички.
На металлический лист насыпьте смесь состоящей из равного по объему количества алюминиевой пудры и оксида меди II. Если у вас нет оксида меди, то его можно получить при сливании горячих растворов медного купороса (сульфата меди II) и гидроксида натрия (едкого натра), далее осадок фильтруется и сушится.
Начните греть лист на газу или на спиртовке. Через некоторое время вставьте в горочку спичку, так что-бы головка слегка торчала. Затем поднесите горящую лучинку к спичке, так что-бы она могла возгореться. При возгорании спички произойдет слабый хлопок с яркой вспышкой.
Произошла реакция: 3CuO+2Al=Al 2 O 3 +3Cu
Начинается бурная реакция с выделением искр, буроватого дыма и сильным разогревом – почти полная картина вулканической деятельности!
Большинство реакций, применяемых в школьной и лабораторной практике, протекают в растворах. В этой связи интересным будет рассмотрение одной из самых красивых твердофазных реакций. В фарфоровую ступку насыпают по щепотке твердых солей - нитрата кобальта и роданида аммония (NH 4 NCS). При растирании смеси пестиком появляется красивая фиолетовая окраска, обусловленная образованием тиоцианата кобальта.
Данную реакцию можно проводить и в растворе и использовать для открытия ионов Co(II).
Кожу руки обильно смачивают "йодом" (слабый раствор хлорного железа), якобы для дезинфекции. После этого набирают в тонкую трубочку раствор роданида калия и проводят концом этой трубочки по смоченному месту (для усиления эффекта опыта можно использовать тупой нож). На руке появляется "кровоточащая рана", которую легко смывают затем обычной водой, а руку вытирают насухо полотенцем.
Примечание. Реакцию образования раствора роданида железа (III) можно использовать для получения хорошей имитации крови.
Опыт прост как ящик и может быть поставлен даже на кухне. Хорошо подходит для иллюстрации некоторых свойств углекислого газа, на которых основано его применение в огнетушителях. Внутри высокого цилиндра или стакана укрeпляют свечу так, чтобы пламя ее было на 3-4см ниже края сосуда. На дно стакана насыпают равномерно столовую ложку соды. Свечу зажигают, и убеждаются, что она горит. Затем на дно стакана выливают столовую ложку уксуса (или любой другой кислоты). Свеча гаснет. Опыт окончен.
Человек наблюдательный может извлечь отсюда следующие факты: а)углекислый газ образуется по реакции соды с кислотой; б)он тяжелее воздуха; в) он не поддерживает горения. Для сомневающихся опыт можно усложнить, поместив еще одну свечу в сосуд, ее фитиль должен быть выше стенок. Эта свеча не погаснет никогда.
Существует множество веществ с сильной температурной зависимостью растворимости. Именно на этом явлении и основан данный опыт. Для проведения этого опыта необходимо взвесить равные количества ацетата свинца(||) и йодида калия. Я советую по 0,5г. Далее готовят два раствора. В два химических стакана наливают по 50 мл дистиллированной воды. В один добавляют ~1мл столового уксуса (или ~0,2 мл концентрированной уксусной кислоты) и растворяют ацетат свинца. Кислота добавляется для того, чтобы подавить гидролиз ионов Pb2+. Во втором растворяют KI. Затем оба раствора сливают в колбу из огнеупорного стекла объёмом 150мл. При этом происходит реакция двойного обмена между ацетатом свинца и йодидом калия:
Pb(CH 3 COO) 2 + 2KI = 2KCH 3 COO + PbI 2
После смешивания растворов выпадает жёлтый осадок йодида свинца(||). Смеси растворов в колбе необходимо дать отстояться, чтобы осадок осел полностью. После этого с осадка осторожно сливают жидкость и вместо неё доливают 100мл дистиллированной воды. Теперь раствор необходимо нагреть до кипения и кипятить втечении 2-3мин. Осадок должен раствориться полностью.
Если всё было сделано правильно, то после охлаждения раствора выпадет множество золотистых кристалликов, которые при встряхивании колбы будут парить в толще воды. Размер кристалликов очень сильно зависит от скорости охлаждения: чем медленнее охлаждать, тем более крупными и красивыми будут кристаллики. Для большей их прочности перед кипячением в раствор добавляют немного глицерина (~0,5мл на 100 мл раствора).
Для проведения этого опыта готовят насыщенный при 80С раствор английской соли (MgSO 4 *7H 2 O) и осторожно, не встряхивая, медленно охлаждают его до комнатной температуры.
Затем вносят в раствор несколько крупинок английской соли и наблюдают мгновенное выпадение крупных кристаллов. Этот опыт можно демонстрировать в виде фокуса, предварительно положив затравочные кристаллы на край декоративного флакона с раствором, и затем незаметно смахнув их в раствор "волшебной палочкой" - обычным карандашом .
Выделение и возгорание фосфина.
Фосфин (PH3) ядовитый газ, светится в темноте легко воспламеняется.
Оборудование: красный фосфор (можно обводнившийся), пробирка, металлический натрий, спиртовка.
На дно пробирки киньте 0,5 гр влажного красного фосфора (очень хорошо если фосфор обводнившийся). Туда же опустите маленький кубик (0,4 см3) металлического натрия. Начните греть пробирку на спиртовке и вскоре из пробирки вырвется пламя. Это возгорелся фосфин образовавшийся при гидролизе фосфида натрия.
Вспышка с фиолетовым дымом.
Некоторые вещества очень красиво реагируют между собой, но их нужно заставить прореагировать. Иногда это можно сделать при помощи катализатора (ускорителя реакции). Таким катализатором вполне может быть вода.
В ступке разотрите до порошка 2 гр. кристаллического йода. На металлическом или керамическом листе в горочку смешайте его с 3г алюминиевой, магниевой или цинковой пудры. Далее при помощи пипетки капните туда 1-2 капли воды. Пройзойдет сильное шипение с выделение красивого фиолетового дыма йода. Произошла реакция:3I 2 +AL=2ALI 3 Опыт следует проводить на открытом воздухе или под вытяжкой, так-как через некоторое время йод осядет и образует пятна.
Вода зажигает бумагу.
В фарфоровой чашке смешивают пероксид натрия с мелкими
кусочками ильтровальной бумаги.На приготовленную смесь капают несколько капель воды.Бумага воспламеняется.
Na 2 O 2 +2H 2 O=H 2 O 2 +2NaOH
2H 2 O 2 =2H 2 O+O 2
Волшебная палочка.
Для опыта в фарфоровую чашку помещают заранее приготовленную кашицу из перманганата калия и концентрированной серной кислоты. Стеклянную палочку погружают в свежеприготовленную окислительную смесь.Быстро подносят палочку к влажному фитилю спиртовки,фитиль воспламеняется.
Химические водоросли.
В стакан наливают раствор силиката натрия и на дно бросают кристаллы хлоридов кальция, марганца(II),кобальта(II),никеля(II) и других металлов.Через некоторое время в стакане начинают расти кристаллы соответствующих труднорастворимых силикатов, напоминающие водоросли.
Читайте также: